生物燃料电池英文解释翻译、生物燃料电池的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 biochemical fuel cell

分词翻译：

生物的英语翻译：

being; biota; creature; life; living beings; organism
【化】 biology
【医】 bio-; living being; organism

燃料电池的英语翻译：

【化】 fuel battery; fuel cell

专业解析

生物燃料电池（Biofuel Cell）是一种通过微生物或酶催化氧化生物质燃料（如葡萄糖、有机物）直接产生电能的电化学装置。其核心原理基于阳极的生物催化氧化反应与阴极的氧还原反应耦合，形成电子传递链。根据催化剂类型可分为微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell）和酶燃料电池（Enzymatic Fuel Cell）两类。

工作机制

阳极反应：微生物或酶将有机物（如$C6H{12}O_6$）分解，释放电子（$e^-$）和质子（$H^+$），例如葡萄糖氧化反应：
$$C6H{12}O_6 + 6H_2O → 6CO_2 + 24H^+ + 24e^-$$

电子传递：电子通过外电路到达阴极，质子通过电解质迁移。
阴极反应：氧气在阴极接受电子与质子，生成水：
$$O_2 + 4H^+ + 4e^- → 2H_2O$$

应用领域

环境修复：美国能源部研究报告指出，微生物燃料电池可用于污水处理并同步发电。
医疗设备：酶燃料电池可为植入式医疗器械提供生物相容性电源（《自然·生物技术》2020年综述）。
可持续能源：中国科学院研究表明，生物燃料电池对农业废弃物的转化效率可达40%以上。

该技术目前受限于输出功率密度和长期稳定性，但因其低碳特性被《科学》期刊列为未来清洁能源候选技术之一。

网络扩展解释

生物燃料电池（Biofuel Cell）是一种利用生物催化剂（如酶或微生物）将生物质能直接转化为电能的电化学装置。以下是其核心内容的详细解释：

1.定义与原理

生物燃料电池基于燃料电池的原理，通过生物催化反应实现能量转换。其燃料主要为有机物（如葡萄糖、体液中的有机物），利用酶或微生物作为催化剂，在电极表面催化燃料的氧化和氧化剂的还原反应，产生电流。例如，直接型生物燃料电池中，燃料直接在电极上反应，电子通过生物催化剂传递；间接型则通过介体（如氢气）传递电子。

2.分类

按催化剂类型：
- 酶生物燃料电池：提取酶催化燃料分子，加速氧还原（如葡萄糖氧化酶）。
- 微生物燃料电池：利用完整微生物细胞代谢有机物（如古菌降解废水），生成电子并传递至电极。
按反应方式：
- 直接型：燃料直接在电极反应，无需介体。
- 间接型：通过水解或光解生成氢等活性成分，再在电极氧化。

3.核心特点

高效环保：发电效率达40%-60%，综合利用率80%，且不排放二氧化碳等有害物质。
原料广泛：可使用废水、体液等生物质燃料。
条件温和：常温常压下运行，生物相容性好，适合医疗植入等场景。
持续供能：无需充电，持续供应燃料即可发电。

4.应用领域

医疗设备：如植入式传感器、药物释放系统，利用体液供能。
环境监测：用于野外传感器，以有机物为燃料实现自供电。
废水处理：结合微生物降解有机物发电，实现能源回收。

5.挑战与前景

当前主要瓶颈是功率密度低（通常低于1mW/cm²），因生物酶易聚集脱落导致催化活性下降。未来研究聚焦于优化电极材料、酶固定化技术及介体传递效率，以提升稳定性和输出功率。